(57)【要約】【課題】  従来に比して少ない部品点数で簡略に、低温状態からでも液晶素子の好適な動作を図った光学装置を提供する。【解決手段】  可動部３を構成する液晶素子９（図示せず）が低温状態にあるときには、可動部外側面に設けられた、磁界発生手段との相互作用によって駆動を行うための電磁コイル６に、導電性弾性部材８を通じるなどして、駆動電流の帯域に比して高周波の交流電流である制御電流を重畳して通電を行うことによって、液晶素子９に対する加熱を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と、液晶素子を有する可動部と、該可動部を上記固定部に対して微小移動調整する駆動手段とを有し、
上記駆動手段は、電磁コイルと、磁界発生手段とを有し、
上記電磁コイルは、上記可動部を上記固定部に対して微小移動調整させる駆動電流の通電により上記可動部の微小移動調整を行う機能と、制御電流の通電によって上記液晶素子を所要の動作温度に制御する加熱を行う機能とを生じさせることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
上記可動部には、上記液晶素子と光学レンズとが搭載されて成ることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
上記駆動手段の電磁コイルは、上記可動部側に配置され、上記磁界発生手段が上記固定部側に配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置。
【請求項４】
上記駆動手段の上記電磁コイルに対する上記加熱のための制御電流は、上記微小移動調整の駆動電流の帯域より高い周波数の交流電流によることを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置。
【請求項５】
上記液晶素子または上記液晶素子の熱的結合部に、上記液晶素子の温度検出手段が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置。
【請求項６】
上記可動部は、上記固定部に複数の導電性弾性支持部材を介して上記微小移動可能に支持され、該導電性弾性支持部材を通じて、上記電磁コイルへの上記微小調整を行う駆動電流の通電並びに上記加熱のための制御電流の通電がなされることを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置。
【請求項７】
上記液晶素子の動作電圧が上記導電性弾性支持部材を介して印加されることを特徴とする請求項６に記載の光学装置。 
【請求項８】
上記液晶素子が、位相変化素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置。 
【請求項９】
上記液晶素子が、収差補正素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置。
【請求項１０】
固定部と、液晶素子を有する可動部と、該可動部を上記固定部に対して微小移動調整する駆動手段とを有し、
上記駆動手段は、電磁コイルと、磁界発生手段とを有して成り、
上記電磁コイルは、上記可動部を上記固定部に対して微小移動調整させる駆動電流の通電により上記可動部の微小移動調整を行う機能と、制御電流の通電によって上記液晶素子を所要の動作温度に制御する加熱を行う機能とを生じさせるようにした光学装置の制御方法であって、
上記光学装置の始動または／および動作時に、上記液晶素子温度を直接的もしくは間接的に検出し、
該検出温度と、上記液晶素子の動作基準温度との比較に基づいて、上記電磁コイルへの上記制御電流の通電制御を行うことを特徴とする光学装置の制御方法。
【請求項１１】
上記制御電流として、上記駆動電流の帯域に比して高い周波数の交流電流が用いられることを特徴とする請求項１０に記載の光学装置の制御方法。
【請求項１２】
上記電磁コイルに、上記微小移動調整の駆動電流に、該駆動電流の帯域に比して高い周波数の交流電流による制御電流を重畳させることを特徴とする請求項１０に記載の光学装置の制御方法。
【請求項１３】
上記可動部には、上記液晶素子と光学レンズとが搭載されて成ることを特徴とする請求項１０に記載の光学装置の制御方法。
【請求項１４】
上記液晶素子が、位相変化素子であることを特徴とする請求項１０に記載の光学装置の制御方法。
【請求項１５】
上記位相変化素子が、収差補正素子であることを特徴とする請求項１４に記載の光学装置の制御方法。
【請求項１６】
上記可動部は、上記固定部に複数の導電性弾性支持部材を介して上記微小移動可能に支持され、該導電性弾性支持部材を通じて、上記可動部の上記液晶素子に対する駆動及び上記電磁コイルへの上記微小調整を行う駆動電流の通電並びに上記加熱のための制御電流の通電がなされることを特徴とする請求項１０に記載の光学装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置に用いて好適な光学装置及び光学装置の制御方法に関わる。
【背景技術】
【０００２】
近年、益々、記録媒体に対する記録容量向上の要求が強まっている。
光記録媒体における記録容量の向上すなわち高記録密度化は、記録及び再生において用いられる照射光の短波長化、光ピックアップ装置における対物レンズの開口数（Ｎ.Ａ.）の向上によって図ることができる。
【０００３】
しかし、媒体に照射されるレーザ光の波長を短波長化するとか、対物レンズの開口数Ｎ.Ａ.を向上させた場合に、収差の問題が生じ、光記録媒体の記録再生特性の劣化をきたすという問題が生じる。
【０００４】
対物レンズの開口数Ｎ．Ａ．を大きくして光記録媒体に対するレーザ光を短波長化すると、光記録媒体の厚さの誤差や、例えば記録層の２層化による厚さ変化によって、球面収差が大きくなる。また、光記録媒体の微小な歪みや傾きによってコマ収差の発生が大きくなる。そのため、これら球面収差及びコマ収差の両方或いはいずれかの収差を補正する手段が必要となる。
【０００５】
このような事情から、光ピックアップ装置等においてレーザ光の光路上に収差補正素子として液晶素子を配置することの提案がなされている。しかし、このような液晶素子を有する光学装置においては、低温環境で液晶の応答速度が低下してしまうという問題がある。
これに対し、液晶素子の内部もしくは外部に発熱源を設け、液晶素子が低温状態にある時には加熱する構成による光学装置の提案がなされている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開2001-141992号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、液晶素子の内部に発熱源を設けた場合には、液晶素子の透過率が低下することから、上述した収差が悪化する要因となってしまう。また、液晶素子の外部に発熱源を設けた場合には、本来の光学装置の目的とは別に、液晶素子の加熱のみを目的として発熱源及び熱伝達手段を設けることになるため、部品点数の増加、装置構成の複雑化、大型化に伴うコスト高を招来する。
【０００７】
本発明は、液晶の透過率の低下を生じたり、部品点数の増加を来すことがなく、液晶の応答速度の低下の問題の解決が図られる光学装置と、この光学装置の制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による光学装置は、固定部と、液晶素子を有する可動部と、該可動部を上記固定部に対して微小移動調整する駆動手段とを有し、上記駆動手段は、電磁コイルと、磁界発生手段とを有し、上記電磁コイルは、上記可動部を上記固定部に対して微小移動調整させる駆動電流の通電により上記可動部の微小移動調整を行う機能と、制御電流の通電によって上記液晶素子を所要の動作温度に制御する加熱を行う機能とを生じさせることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記光学装置において、上記可動部には、上記液晶素子と光学レンズとが搭載されて成ることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記光学装置において、上記駆動手段の電磁コイルは、上記可動部側に配置され、上記磁界発生手段が上記固定部側に配置されたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上記光学装置において、上記駆動手段の上記電磁コイルに対する上記加熱のための制御電流は、上記微小移動調整の駆動電流の帯域より高い周波数の交流電流によることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記光学装置において、上記液晶素子または上記液晶素子の熱的結合部に、上記液晶素子の温度検出手段が設けられたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記光学装置において、上記可動部は、上記固定部に複数の導電性弾性支持部材を介して上記微小移動可能に支持され、該導電性弾性支持部材を通じて、上記電磁コイルへの上記微小調整を行う駆動電流の通電並びに上記加熱のための制御電流の通電がなされることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記光学装置において、上記液晶素子の動作電圧が上記導電性弾性支持部材を介して印加されることを特徴とする。 
【００１５】
また、本発明は、上記光学装置において、上記液晶素子が、位相変化素子であることを特徴とする。 
【００１６】
また、本発明は、上記光学装置において、上記液晶素子が、収差補正素子であることを特徴とする。
【００１７】
本発明による光学装置の制御方法は、固定部と、液晶素子を有する可動部と、該可動部を上記固定部に対して微小移動調整する駆動手段とを有し、上記駆動手段は、電磁コイルと、磁界発生手段とを有して成り、上記電磁コイルは、上記可動部を上記固定部に対して微小移動調整させる駆動電流の通電により上記可動部の微小移動調整を行う機能と、制御電流の通電によって上記液晶素子を所要の動作温度に制御する加熱を行う機能とを生じさせるようにした光学装置の制御方法であって、上記光学装置の始動または／および動作時に、上記液晶素子温度を直接的もしくは間接的に検出し、該検出温度と、上記液晶素子の動作基準温度との比較に基づいて、上記電磁コイルへの上記制御電流の通電制御を行うことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上記光学装置の制御方法において、上記制御電流として、上記駆動電流の帯域に比して高い周波数の交流電流が用いられることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記光学装置の制御方法において、上記電磁コイルに、上記微小移動調整の駆動電流に、該駆動電流の帯域に比して高い周波数の交流電流による制御電流を重畳させることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、上記光学装置の制御方法において、上記可動部には、上記液晶素子と光学レンズとが搭載されて成ることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、上記光学装置の制御方法において、上記液晶素子が、位相変化素子であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、上記光学装置の制御方法において、上記位相変化素子が、収差補正素子であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、上記光学装置の制御方法において、上記可動部は、上記固定部に複数の導電性弾性支持部材を介して上記微小移動可能に支持され、該導電性弾性支持部材を通じて、上記可動部の上記液晶素子に対する駆動及び上記電磁コイルへの上記微小調整を行う駆動電流の通電並びに上記加熱のための制御電流の通電がなされることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による光学装置は、通常の微小移動調整を行う駆動手段、すなわちアクチュエータにおけると同様に、電磁コイルへの通電によって、磁界発生手段、たとえば永久磁石あるいは電磁石との共働によって、可動部の固定部に対する微小移動を行って液晶素子の位置調整を行うものであるが、このアクチュエータにおけるコイルを液晶素子の加熱源としても利用するものである。
【００２５】
すなわち、本発明光学装置においては、収差補正等に用いる液晶素子が、温度依存性を有し、外囲温度等によって、所要の動作温度より低下した場合に、その応答速度が低下するという不具合に対処して、これを所要の温度に昇温させることによって、良好な動作状態を得ることができるようにするものであるが、その熱源は、冒頭に述べた従来におけるように、液晶素子に配設するとか、特別の加熱源を設置するものではなく、上述したアクチュエータのコイルを、通電加熱することによって、熱源として用いることに特徴を有するものである。
【００２６】
したがって、本発明光学装置においては、上述した従来構造におけるような、加熱源を設けることによる部品点数の増加、この為の小型化の阻害、組立工程数の増加、生産性の低下を回避したものである。
【００２７】
しかも、本発明構成においては、この加熱のための通電路も、特別の通電路を設けることなく、本来は、上述した微小移動調整を行うための電磁コイルへの通電路と共に、液晶素子を有する可動部を可動支持する導電性弾性支持部材をその通電路とすることによって行うので、これについても部品点数の増加を来すことがない。
【００２８】
また、本発明装置においては、液晶素子の温度を検出する温度検出手段を設けることから、これによって、検出された液晶素子の温度に応じて、上述した電磁コイルへの通電電流を制御して液晶素子の温度を適切にして、液晶素子における応答速度を良好な状態で動作させることができるものである。
【００２９】
そして、本発明においては、加熱源としての発熱通電を行わせる通電電流を、微小移動調整を行うための駆動電流の周波数帯域より高い帯域の交流電流とすることによって、上述したように同一の電磁コイルによって、微小移動のアクチュエータとしての機能と加熱源としての機能の両動作を同時に行わせる場合においても、微小移動が、発熱の為の通電電流に応答することを回避できることから、微小移動動作を正確に行いつつ、液晶素子を適切な温度に加熱することができるものである。
【００３０】
すなわち、本発明装置及び制御方法においては、微小移動調整を行う駆動電流に、高周波交流による加熱電流を重畳させて通電させることによって、上述した微小移動調整と、加熱とを相互に何ら不都合なく動作させることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明するが、本発明は、この実施の形態に限られるものでない。
【００３２】
本発明による光学装置の実施の形態例を、図１及び図２を参照して説明する。
図１は、本発明による光学装置の一例の例えば上方からみた概略斜視図で、図２は、反対側の例えば下方からみた、後述する可動部のみを開示した斜視図である。
この実施の形態例において、光学装置１は、固定部２と、光学レンズ４及び液晶素子９を有する可動部３と、この可動部３を固定部２に対して微小移動調整する駆動手段７いわゆる２軸アクチュエータとを有する。
【００３３】
駆動手段７は、固定部２に配置された磁界発生手段５と、可動部３に設けられた２組の電磁コイル６Ａ及び６Ｂとを有する。そして、両コイル６Ａ及び６Ｂに微小移動調整を行う駆動電流を供給して、電磁コイル６Ａ及び６Ｂで生じる磁場と磁界発生手段５による磁場との相互作用によって、可動部３の固定部２に対する、互いに直交する２軸方向に関する微小移動調整を行う。
【００３４】
一方、可動部３を固定部２に対して微小移動調整する駆動電流の帯域に比して高い周波数の交流電流である制御電流を電磁コイル６に通電することによって、後述する液晶素子９を所要の動作温度に制御する加熱を行うことができる。
【００３５】
上述した可動部３は、固定部２に、例えばその両側に配置した各４本の棒状体よりなる導電性弾性支持部材８によって上述した２軸方向に可動支持されている。
【００３６】
そして、微小移動調整のための駆動電流と、液晶素子９の動作温度制御のための制御電流は、共に上述の導電性弾性支持部材８を通じて通電される。
したがって、本発明においては、加熱と微小移動とが共に電磁コイル６Ａまたは／及び６Ｂによってなされ、加熱用の制御電流の通電と微小移動用の駆動電流の通電とが共に導電性支持部材８によってなされることから、液晶素子９に対する加熱を目的として部品を追加する必要がない。
そして、低周波の駆動電流に高周波の加熱制御電流を重畳して電磁コイル６に通電することもできる。
【００３７】
尚、図２は、この実施の形態例における、本発明による光学装置１の固定部２を排除して可動部３のみを開示した図である。
なお、液晶素子９は、光の位相補正や収差補正など、本発明光学装置の使用目的に応じた液晶素子９に対する要求に応じて種々の構成をとり得る。
【００３８】
この実施の形態例においては、上述したように、可動部３を微小調整移動する駆動電流の帯域に比して高い周波数の交流電流である制御電流を電磁コイル６に通電することによって液晶素子９を所要の動作温度に制御する加熱を行うものであるが、この加熱は、後述する光学装置の制御方法によるなどして、液晶素子９または液晶素子９の熱的結合部に設けられた熱電対等の温度検出手段（図示せず）によって温度の検出を行い、検出された温度に応じて加熱の要否を判定することができる。
【００３９】
この、液晶素子９または液晶素子９の熱的結合部の温度検出に基づく、本発明による光学装置の制御方法の実施の形態例を以下に説明する。
【００４０】
図３は、本発明による光学装置１を用いた光ピックアップ装置の一例の概略構成を示したもので、この場合、光記録媒体１９に対し、例えばこれに記録された記録情報の読み出し、すなわち再生を行う光ピックアップ装置１１を例示したものである。
この場合、光記録媒体１９例えば光ディスクに対しての照射光の光源部１２と、光記録媒体１９との間に、本発明による光学装置１が配置される。
【００４１】
図３においては、光源部１２からのレーザ光がコリメータレンズ１３でコリメートされ、ビームスプリッタ１４を通過して、光学装置１で、液晶素子９によって収差補正がなされて光学レンズ（対物レンズ）４によって光記録媒体１９に集光されるようになされている。
光記録媒体１９から、戻り光による再生光は、光学装置１を通じて、例えばビームスプリッタ１４によって反射されて、レンズ１７によって再生光の検出がなされる受光素子１８に導入され、ここにおいて、記録情報の再生、フォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号、収差検出等がなされ、光学装置１の位置制御が上述した駆動手段７によってなされる。
【００４２】
図４は、本発明による光学装置を、例えば光ピックアップ装置に適用した場合の制御方法の第１の実施形態例を示すフロー図である。
この実施の形態例においては、少なくとも光学装置の始動時に、液晶素子９または液晶素子９の熱的結合部に設けた温度検出手段によって液晶素子９の温度を直接的もしくは間接的に検出して、検出された液晶素子９の温度と予め定められた動作基準温度（この例では０℃）との比較を行う。
【００４３】
検出された液晶素子９の温度が動作基準温度に対して低く、液晶素子９が安定して動作できる温度範囲内にないと判定された場合には、上述の電磁コイル６Ａまたは／及び６Ｂに加熱用の制御電流を通電する指示を出し、可動部３を支持する導電性弾性部材８を通じてその通電を行う。
そして、検出された液晶素子９の温度が動作基準温度に対して高く、安定して動作できる温度範囲内にあると判定された段階で光学装置の動作を開始し、例えば光ピックアップ装置において、上述した光記録媒体１９に対する再生を開始する。
【００４４】
すなわち、本発明による光学装置の制御方法においては、例えば光学装置の始動時に、液晶素子９または液晶素子９の熱的結合部に設けた温度検出素子によって液晶素子温度を直接的または間接的に検出し、この検出温度と、液晶素子の動作基準温度との比較に基づいて、電磁コイル６（６Ａまたは／および６Ｂ）への制御電流の通電制御を行い、液晶素子９の温度を制御することができるものである。
【００４５】
図４は、本発明による光学装置の制御方法の第２の実施形態例を示す模式図である。
この実施の形態例においては、再生開始と同時もしくはピックアップ装置すなわち光学装置の動作中に、液晶素子９または液晶素子９の温度を検出手段によって直接的もしくは間接的に検出して、検出された液晶素子９の温度と予め定められた動作基準温度（この例では０℃）との比較を行う。
【００４６】
検出された液晶素子９の温度が動作基準温度に対して低く、液晶素子９が安定して動作できる温度範囲内にないと判定された場合には、上述の電磁コイル６に対する微小移動調整の駆動電流に重畳させて、上述した高周波電流による加熱電流を重畳通電する指示を出し、可動部３を支持する導電性弾性部材８を通じて通電を行う。
【００４７】
そして、検出された液晶素子９の温度が動作基準温度に対して高く、安定して動作できる温度範囲内にあると判定された場合には、上述した重畳通電を行うことをせずに、上述した微小調整駆動電流のみによる給電を行う。この場合、例えば一定の時間間隔をおいて再び液晶素子９の温度検出などを行う設定とすることもできる。
【００４８】
すなわち、本発明による光学装置の制御方法は、好ましくは光学装置の始動時及び動作時に液晶素子の検出温度と動作基準温度との比較を行うものであるが、これに限られるものではなく、光学装置が動作する間、常にもしくは間欠的に液晶素子の検出温度と動作基準温度との比較に基づいて、必要に応じて電磁コイル６への制御電流の重畳通電制御を行い、液晶素子９の温度を常時制御することができるものである。
【００４９】
なお、本発明による光学装置及び光学装置の制御方法は、この実施の形態例に限られるものでないことはいうまでもない。
【００５０】
例えば、この実施の形態例では、光記録媒体用の光ピックアップ装置に適用した例を説明したが、本発明による光学装置及び光学装置の制御方法は、光磁気記録媒体等の他の記録媒体用のピックアップ装置に適用することもできる。また、適用対象は、ピックアップ装置に限られるものでもなく、種々の対象に応じて変形及び変更をなされ得る。
【００５１】
以上の実施の形態例で説明したように、本発明による光学装置によれば、磁界発生手段との相互作用によって駆動を行うための電磁コイルに高周波の交流電流を重畳して通電を行うことによって、微小移動調整、すなわちアクチュエータ機能を阻害することなく加熱が可能とされた低温状態からでも液晶素子の動作が好適になされる光学装置を構成することができる。
また、上述の駆動手段に、加熱を目的とした通電のためにも特段の部品を追加することなく、液晶素子の動作が好適になされる光学装置を構成することができる。
【００５２】
すなわち、発熱源、熱伝達手段を、本来の光学装置を構成する駆動手段等の部品によって構成し、この熱を、液晶素子の特性変動を回避するため、液晶素子の外部から供給して装置を制御することが可能とされる。
したがって、本発明による光学装置によれば、部品点数の低減と、装置の製造におけるコストの抑制が図られ、液晶素子内部に熱源を設ける場合に比べれば液晶素子の光学特性を阻害することなく、或いは応答速度を犠牲にすることなく、良好な素子特性、例えば位相変化素子、収差補正素子としての素子特性を確保した液晶素子によって光学装置を構成することができる。
【００５３】
また、本発明による光学装置の制御方法によれば、例えば光学装置の始動時に、液晶素子の検出温度と液晶素子の動作基準温度との比較に基づいて電磁コイルへの制御電流の通電制御を行うことによって、不要な通電及び過熱を回避することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明による光学装置の一例の構成を示す概略斜視図である。
【図２】本発明による光学装置の一例の構成を示す概略斜視図である。
【図３】本発明による光学装置を用いた光ピックアップ装置の一例の概略構成図である。
【図４】本発明による光学装置の制御方法の一例を示すフロー図である。
【図５】本発明による光学装置の制御方法の他の例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・光学装置、２・・・固定部、３・・・可動部、４・・・光学レンズ、５・・・磁界発生手段、６Ａ・・・電磁コイル、６Ｂ・・・電磁コイル、７・・・駆動手段、８・・・導電性弾性支持部材、９・・・液晶素子、１１・・・光ピックアップ装置、１２・・・光源部、１３・・・コリメータレンズ、１４・・・ビームスプリッタ、１７・・・レンズ、１８・・・受光素子、１９・・・光記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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